金属材料与热处理办法第六章钢热处理办法讲义
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第六章钢的热处理1、什么是钢的热处理?钢的热处理的特点和目的是什么?答:钢的热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却,以获得所需的组织结构和性能的工艺。
钢的热处理的特点是在固态下,通过加热、保温和冷却,来改变零件或毛坯的内部组织,而不改变其形状和尺寸的热加工工艺.钢的热处理的目的是改善零件或毛坯的使用性能及工艺性能.2、从相图上看,怎样的合金才能通过热处理强化?答:通过热处理能强化的材料必须是加热和冷却过程中组织结构能够发生变化的材料,通常是指:(1)有固态相变的材料;(2)经受冷加工使组织结构处于热力学不稳定状态的材料;(3)表面能被活性介质的原子渗入.从而改变表面化学成分的材料.3、什么是退火?其目的是什么?答:退火是将金属或合金加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。
其目的可概括为“四化”,即软化(降低硬度适应切削加工和冷冲压要求);均匀化(消除偏析使成分和组织均匀化);稳定化(消除内应力、稳定组织保证零件的形状和尺寸);细化(细化晶粒、提高力学性能)。
4、亚共析钢热处理时,快速加热可显著提高屈服强度和冲击韧性,为什么?答:快速加热可获得较大的过热度,使奥氏体形核率增加,得到细小的奥氏体晶粒,冷却后的组织晶粒也细小。
细晶粒组织可显著提高钢的屈服强度和韧性。
5、热轧空冷的45钢在正常加热超过临界点A c3后再冷却下来,组织为什么能细化?答:热轧空冷的45钢室温组织为F+P,碳化物弥散度较大,重新加热超过临界点A c3后,奥氏体形核率大,起始晶粒细小,冷却后的组织可获得细化。
7、确定下列钢件的退火方法,并指出退火的目的及退火后的组织。
(1)经冷轧后的15钢钢板,要求降低硬度;(2)ZG35的铸造齿轮;(3)改善T12钢的切削加工性能; (4)锻造过热的60钢坯.答:(1)再结晶退火,消除加工硬化及内应力,退火组织为P+F.(2)去应力退火,消除铸造内应力,组织为P+F。
第六章 变形金属与合金的回复与再结晶本章教学目的:1 揭示形变金属在加热过程中组织和性能变化的规律;2 揭示再结晶的实质3 说明热加工与冷加工的本质区别以及热加工的特点。
教学内容:(1)变形金属在退火过程中(回复,再结晶以及晶粒长大)过程的组织与性能变化;(2)影响再结晶的因素;(3)再结晶晶粒大小及控制;(4)热加工与冷加工重点:(1)回复与再结晶的概念和应用;(2)临界变形度的概念;(3)再结晶晶粒度的控制;(4)热加工与冷加工的区别。
难点:(1)再结晶形核机制与再结晶动力学;(2)再结晶晶粒的二次长大机理§6-1变形金属与合金在退火过程中的变化金属经冷塑性变形后,内部组织和各项性能均发生相应变化,而且由于位错等结构缺陷密度的增加以及畸变能的升高,使其处于热力学不稳定状态。
当变形金属加热时,通过原子扩散能力的增加,有助于促进向低能量状态的转变。
一、显微组织的变化第一阶段:显微组织基本上未发生变化,其晶粒仍保持纤维状或扁平状变形组织,称回复阶段。
第二阶段:以新的无畸变等轴小晶粒逐渐取代变形组织,称为再结晶阶段。
第三阶段:上述小晶粒通过互相吞并方式而长大,直至形成较为稳定的尺寸,称为晶粒长大阶段。
二、储存能及内应力的变化当变形金属加热到足以引起应力松弛的温度时,其中的储存能将释放出来。
回复阶段释放的储存能很小三、机械性能的变化规律回复阶段硬度变化很小,约占总变化的1/5,再结晶阶段下降较多,强度与硬度有相似的变化规律。
因为回复阶段仍保持很高的位错密度。
在再结晶阶段,硬度与强度显著下降,塑性大大提高。
四、其它性能的变化1、电阻的变化电阻的回复阶段已表现出明显的下降趋势。
点缺陷对电阻的贡献远大于位错,而回复阶段点缺陷的密度发生显著的减小。
2、密度的变化再结晶阶段密度急剧增高。
五、亚晶粒尺寸在回复阶段前期,亚晶粒尺寸变化不大,但在后期,尤其在接近再结晶温度时,晶粒尺寸显著增大。
§6-2 回复一、退火温度和时间对回复过程的影响回复是指冷塑性变形的金属在加热时,在光学显微组织发生改变之前所产生的某些亚结构和性能的变化过程。